文獻解讀

廣州國家實驗室及廣州醫科大學劉會生/徐濤/趙金存團隊于2024年4月23日在Nature子刊Signal Transduction and Targeted Therapy發表封面文章“FGF7 enhances the expression of ACE2 in human islet organoids aggravating SARS-CoV-2 infection”。該研究團隊利用胰島類器官、臨床樣本和小鼠模型，系統地揭示了新冠感染下FGF7通過上調胰島，尤其是β細胞中ACE2的表達水平，為病毒提供了額外的結合位點，加速了病毒在胰島細胞中的入侵和復制。提示抑制FGF7- FGFR2通路以降低ACE2表達可能有助于預防病毒感染，從而有助于緩解COVID-19。瑞沃德冰凍切片機FS800助力該研究中類器官組織切片相關實驗，為課題的順利開展提供了支持。

您和團隊今年4月份在Signal Transduction and Targeted Therapy上發表了一篇高水平機制研究的論文，能和我們簡單介紹一下這篇文章的主要內容嗎？

廖志贏：近五年來新型冠狀病毒傳染病的爆發和蔓延給我們的經濟和生活帶來了巨大的影響。近年來隨著新冠毒株毒性的減弱，新冠對人們生命健康的影響愈發減小，但是不斷出現的新型變異株依然使得感染率呈現季節性持續攀升，因此尋找一種更為廣譜的阻斷不同種類新冠變異株感染的方法至關重要。

血管緊張素轉換酶2（ACE2）是目前公認的SARS-CoV-2入侵細胞主要的結合受體，已有研究證明通過降低ACE2在細胞膜表面的表達水平可以有效地抑制新冠病毒對細胞的感染和損傷。因此，尋找調控ACE2表達水平分子是治療COVID-19的一種有前景的策略。在這項研究中我們發現成纖維細胞生長因子7（FGF7）能夠增強人胚胎干細胞來源的類器官中ACE2的表達，為更多的病毒提供結合位點，從而加劇SARS-CoV-2的感染和復制。而FGFR抑制劑可以有效逆轉由FGF7引起的ACE2的上調表達，有效地阻止了病毒感染。這個研究為開發新的治療策略提供了理論基礎。

聽起來是一項對臨床新冠治療非常有指導意義的發現，這項研究具體使用了哪些方法和模型？

廖志贏：我們首先利用體外類器官模型確定了FGF7可以上調ACE2在胰島類器官β細胞、肺泡類器官和小腸類器官中的表達；通過小鼠模型確認了新冠病毒感染下，胰腺部位FGF7顯著上升；通過臨床病人樣本進一步驗證了病人在感染病毒后血清中FGF7濃度的一個變化。實驗手段包括干擾片段的使用、測定基因轉錄水平和蛋白水平、切片染色、測序生信分析等，從而驗證了FGF7調節ACE2的表達及潛在機制。

研究涉及到三種樣本類型，想必工作量一定很大。這項研究耗時多長時間？主要涉及了哪些工作？

廖志贏：工作量的確很大，這項課題我們聯合了徐濤院士課題組，趙金存教授課題組以及武漢金銀潭醫院多個團隊共同合作完成。本課題中用到了人胚胎干細胞分化的類器官模型、肥胖小鼠動物模型和感染不同程度新冠的病人的血清樣本，通過相關分子生物學實驗、動物實驗、病毒樣本分析及臨床樣本數據分析等工作，從21年6月份展開，直到24年5月份見刊，歷經三年時間。在這期間，我們每周都會進行課題討論，確保有目標地開展各項工作，推動課題進展。

這項研究持續這么長時間，您印象最深刻的一段經歷是什么？

廖志贏：從課題開始初定，到有了初步的結果，到完美的復現和最后文章被接收，每一個過程都印象深刻。但現在回想起來，印象最深刻的應該是當時投稿后審稿人給了回復意見，我們開始更有針對性地修改文章的那段時間。那段時間大家集思廣益，查閱文獻，嚴謹設計和緊密開展實驗，分析數據，最終經過長達半年多的實驗和修稿，我們及時并完整地回復了審稿意見，文章最后被認同。

就現在的研究結果來看，您覺得未來還有哪些問題值得繼續探討？

廖志贏：就目前結果來看，課題還有很大的延伸拓展空間。本次發表的研究成果證明FGF7的確是能夠增強ACE2的表達，進而加重新冠病毒的感染。下一步，我們將繼續探究FGF7調控ACE2表達的下游機制，進而找到更精確的調控靶點，為藥物篩選提供思路和理論依據。

文章中胰島類器官部分的研究用到了免疫熒光染色技術，比起常規的動物組織切片，您覺得類器官的冰凍切片有什么不同？

廖志贏：類器官培養周期很長，它的規格通常在微米到毫米級別。因此切片過程中需要額外注意減少樣本損失，這對包埋切片技術和切片機儀器本身都有著很高的要求，而瑞沃德冷凍切片機就很好地滿足了我們。

通過使用瑞沃德冰凍切片機，您覺得它有哪些優勢？

廖志贏：首先，這臺儀器的運行溫度穩定，切片和修片的過程不會因為溫度的變化浮動太大導致樣本被破壞；其次，這臺機器有自動紫外殺菌和自動除霜的功能，為整個實驗過程中適當的環境潔凈度和濕度提供了保障；最后，它操作簡單易上手，樣品頭易于進行角度調整。這些對我們的實驗順利開展都有很大的幫助。

您加入劉教授團隊的契機是什么？

廖志贏：我碩士畢業后應聘了劉老師課題組，并作為實習研究員加入團隊，承擔細胞培養、分子生物學實驗和一些實驗室日常安全管理工作。

學習期間，劉老師對我提出了勤于鉆研、肯學的學習要求，我也為之付出努力，在劉會生老師和孟皓老師的諄諄教導下學到了很多有關干細胞、類器官相關的理論知識和實驗經驗，繼而向劉老師表達了想繼續深造讀博的想法。在得知劉老師團隊有博士名額后，毫不猶豫就申請了，也很幸運地成為了劉老師第一批博士生的一員，有機會繼續在類器官領域學習更加前沿的知識和技術，接觸到更多更優秀的老師和同學，感覺非常有意義。

這項研究聯合了不同的課題組，對此您最大的收獲是什么？有什么經驗可以分享嗎？

廖志贏：我們非常感謝徐濤院士課題組、趙金存教授課題組和金銀潭醫院團隊的幫助和鼎力支持，團隊間合作非常重要！通過合作可以將每個組的優勢結合起來，達到“1+1大于2”的效果，可以更快更高效地推進和完成課題研究。隨著科學研究的不斷發展，現在一個大的研究課題僅僅依靠一個課題組的力量遠遠不夠，那么聯合每個課題組的優勢，共同合作解決一個前沿、復雜的科學問題就顯得尤為重要。同時，在合作中還要及時地交流與討論，進行資源共享，大家圍繞一個目標為之添磚加瓦，不斷豐富研究內容。

和我們聊聊您的科研心路歷程吧

廖志贏：行則將至。只有付出了努力和汗水，才能有收獲。雖然每日高強度和長時間的工作很辛苦，但學習總是永無止境，每當順利完成了實驗或者學到了新的知識，就會覺得一切付出都值得。當然不僅在科研方面，還有其他自身修養的提高，應對困難險境的挑戰奮進，處理心理壓力時的沉著冷靜以及保持一顆想要探索和發現的心，都是我所收獲的，也是未來需要一直秉持的態度。

對于一些剛入校門的科研新人您有什么建議？

廖志贏：首先目標要明確，好好管理和把握學習時間；其次，無論是選擇科研還是其他方向，懶惰拖延的習慣都是一大絆腳石；最后，保持樂觀的心態很重要，科研的過程往往煩悶而艱辛，但是獲得結果所帶來喜悅和興奮也能成為你前進的強大動力。總的來說，無論選擇什么方向，都要有切實的目標和想法，并付諸行動。

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